JP5954551B2 - 転炉製鋼法 - Google Patents
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Description
また、本発明の他の目的は、溶製時に発生するスラグの有効利用を拡大できるようにすること、およびスラグ中への地金ロスを低減するために有効な転炉製鋼法を提案することにある。
次に、脱燐後の溶銑を出湯すると共に、脱燐処理後スラグの少なくとも一部を転炉内に残留させ、その後、出湯した脱燐処理後の溶銑を上記第2の転炉に移して脱炭精錬を行なって溶鋼を得る際に、上記脱珪処理および上記脱燐処理のいずれか一方もしくは両方の処理を、精錬用酸素、石灰系媒溶材を含む粉体、燃料ガスおよび支燃性ガスを吹き付けることのできるバーナー機能付きランスを用いて行なうと共に、該脱珪処理時および該脱燐処理時における該バーナー機能付きランスからの熱供給量を10MJ/t以上とすることにより、前記脱珪処理終了時の溶銑温度を1260℃以上1350℃以下にすると共に、脱燐処理終了時の溶銑温度を1280℃以上1360℃以下にすることを特徴とする転炉製鋼法である。
(1)前記第1の転炉内に、前回脱燐処理時に生成した量の30mass%以上の脱燐処理後スラグを残留させ、さらにその第1の転炉内には、少なくとも未処理の溶銑を装入すると共に、上吹きランスもしくはバーナー機能付きランスから精錬用酸素および石灰系媒溶材を含む粉体、もしくはさらに燃料ガスおよび支燃性ガスを吹き付けることによって溶銑の脱珪処理を行ない、次に、脱珪処理後のスラグの40mass%以上を炉外に排出する中間排滓を行ない、その後、上記第1の転炉にて上吹きランスもしくはバーナー機能付きランスを用いて精錬用酸素および石灰系媒溶材を含む粉体、もしくはさらに燃料ガスおよび支燃性ガスを吹き付けることによって溶銑の脱燐処理を行なうこと、
(2)脱炭精錬時に前記バーナー機能付きランスを用いること、
(3)脱珪処理、脱燐処理、脱炭精錬のいずれか1または2以上の処理に用いる前記バーナー機能付きランスは、精錬用酸素通路および粉体供給通路、燃料ガス通路、支燃性ガス通路を有する多重管ランスであること、
(4)前記粉体は、媒溶材や副原料の他、酸化鉄材料やマンガン酸化物のいずれか1以上を、アルゴンや窒素の如き不活性ガスからなる搬送ガスと共に吹き込むこと、
(5)脱燐処理後スラグは、脱燐処理時に生成した量の60mass%以上を転炉内に残留させること、
(2)本発明によれば、溶銑予備処理工程において、脱珪処理後に中間排滓し、引き続き同じ転炉で脱燐処理を行なうので、精錬容器の移し替えによる放熱相当分を冷鉄源溶解のための熱源とすることができると共に、前チャージで生成した高温の脱燐処理後スラグを媒溶材として活用できる。従って、常温の媒溶材を添加する場合に比較すると、吸熱分を冷鉄源溶解のための熱として活用することができ、ひいては冷鉄源(スクラップ)使用量の増大を図ることができる他、地金ロスを低減することができる。
(3)本発明によれば、溶銑予備処理工程において、脱珪処理と脱燐処理との間で、脱珪処理時に生成した低塩基度のスラグを炉外に排出するため、比較的高い塩基度((質量%CaO/質量%SiO2)=1.2〜3.0)を維持でき、従って、脱燐処理における石灰系媒溶材の使用量を低減させることができる。
(4)本発明によれば、粉体吹き込み可能な燃焼用バーナー機能付き上吹き送酸ランス(以下、単に「バーナー機能付きランス」という)を用いることで、脱珪処理時に生成した低塩基度のスラグを炉外に排出しやすくなると共に、排出スラグ中の鉄ロスを低減することができる。
(5)本発明によれば、前記バーナー機能付きランスのバーナー孔から供給される粉体が伝熱媒体となり、高い効率で溶銑、スラグへの熱供給が可能になるため、スクラップの溶解、脱燐剤として使用する酸化鉄源添加による熱ロスを補なうことができると同時に、スラグ中の粒鉄ロスも低減させることができる。
(6)本発明によれば、前記バーナー機能付きランスのバーナー孔から供給される粉体が伝熱媒体となる際に、この粉体が加熱されるため、溶銑の脱燐吹錬におけるフラックスによる脱燐効率の向上、脱炭精錬時におけるMn鉱石の還元促進に寄与し、精錬コストの低減を図ることができる。
この工程(A)では、転炉(精錬炉)1内に、前回の溶銑の予備処理時に生成した脱燐処理後スラグ(以下、単に「脱燐スラグ」という)17の少なくとも一部を炉内に残留させたまま、装入鍋14より新たな溶銑9を装入するか、または、その溶銑装入前に鉄スクラップなどの冷鉄源11を装入した後に該溶銑9を装入する。転炉型精錬炉1内に予め装入する冷鉄源11としては、日本鉄源協会の「鉄スクラップ検収統一規格」に規定されている鉄スクラップの他、直接還元鉄、冷銑などの鉄を主成分とするものを用いる。
この工程(B)は、転炉1を直立させ、前記バーナー機能付きランス2等から主に溶銑9に向けて精錬用酸素ガス5を噴射して脱珪吹錬を行ないつつ、併せて支燃性ガス6である燃焼用酸素と燃料ガス7と精錬用粉体とを同時に吹き付けて脱珪を行なう処理である。特に、この脱珪処理工程の特徴は、ホッパー8内に収容された珪素源15および石灰系媒溶材16からなる精錬用粉体を前記バーナー機能付きランス2の中心通路18からバーナーによる燃焼雰囲気中で上吹き噴射することにある。なお、必要に応じ、図示していないシュートからこれらの粉体を供給してもよい。このとき、該バーナー機能付きランス2は、支燃性ガス6と燃料ガス7とによるバーナー機能により、中心通路から供給される熱源となる炭材や珪素源あるいは酸素源となる酸化鉄などを同様に添加してもよい。脱珪処理のための酸素源としては、多量の冷鉄源11を溶解させる観点からは、吸熱量の大きい酸化鉄を用いずに該バーナー機能付きランス2の精錬用酸素ガス通路21から酸素ガス5のみを吹き込むことが好ましい。
T:脱珪処理後溶銑温度(℃)
Ti:装入溶銑温度(℃)
Xp:溶銑原単位(kg/t)(溶銑重量と冷鉄源重量の合計1t当たり、以下同様)
Xs:冷鉄源原単位(kg/t)
XSi:酸化物となる珪素原単位(kg/t)
XC:添加物中炭素原単位(kg/t)
Xore:酸化鉄原単位(kg/t)
XO2:気体酸素原単位(Nm3/t)
Xf:媒溶材原単位(kg/t)
W:転炉溶鉄容量(t)
Xt:前チャージ出銑から脱珪処理終了までの時間(分)
本発明において、溶銑の予備処理に当たっては、前述した脱珪処理後にその脱珪スラグの排滓する工程を設ける。この排滓工程(C)において、脱珪処理時に発生した大量のSiO2を含む低塩基度の脱珪スラグが該転炉1から排出される。所謂、脱珪スラグ10を排出することは、次工程の脱燐処理において、適切なスラグ塩基度が得られるようにするため、および石灰系媒溶材の使用量を低減するために有効である。また、前回チャージの脱燐スラグ17を大量に炉内に残留させたまま次回チャージで新たな溶銑の脱珪処理を行なう溶銑の予備処理方法の場合、スラグから溶銑への復燐を防止するように脱珪処理するため、脱珪スラグ中の燐酸濃度が従来よりも高くなる。従って、もし該脱珪スラグを転炉1内に大量に残留させた場合、次の脱燐処理工程における炉内スラグ中の燐酸量が過大になって脱燐効果が低下することから、これを防止する上でもこの工程(C)の役割は重要である。なお、脱珪吹錬終了後の中間排滓は、転炉を傾動させ、炉口から排出しても、溶銑の出湯孔4から行なってもよい。
前記排滓工程(C)の後は、同じ一の転炉1内に残留させた溶銑に脱燐用精錬剤である石灰系媒溶剤を含む粉体および酸素源を供給して、溶銑を脱燐処理する。この脱燐処理工程において使用する酸素源は、前記バーナー機能付き上吹きランス2からの酸素ガス5のみを使用することが熱ロスを低減するうえで好ましい。溶銑中の燐は、供給される酸素源中の酸素により酸化されて燐酸化物(P2O5)となり、この燐酸化物が、石灰系媒溶剤の滓化によって生成するスラグ中に安定的に取り込まれて、溶銑の脱燐が進行する。脱燐反応を効率よく進めるには、脱燐処理後のスラグ(今回チャージの脱燐スラグ17)の塩基度は1.2以上3.0以下となるように、前記バーナー機能付きランス2もしくはシュートを使って前記石灰系媒溶材を吹き付けもしくは投入し、かつ送酸によって脱燐処理終了後の溶銑温度が1280℃以上1360℃以下となるようにして脱燐処理を行なうことが好ましい。
この工程(E)では、前記の脱燐工程(D)を経て溶銑中の燐濃度が所定の値にまで低下したとき、該転炉1を出湯口が設置された側に傾転させて、転炉型精錬炉内の溶銑を溶銑保持容器(図示せず)に出湯する。
前記工程(A)〜(E)からなる第1の転炉1による溶銑予備処理を経て、出湯された脱燐溶銑は、次に、第2の転炉である脱炭精錬用転炉、即ち、上底吹き転炉を用いて脱炭精錬して所定の溶鋼を精製する。この工程では、脱燐された溶銑を用いて脱炭処理するため、終点炭素濃度を低くし、終点スラグ中のFeO生成促進により脱燐の向上を図る必要がないため、例えば、Mn鉱石還元に有利である。しかしながら、Mn鉱石還元のためには還元熱の補償、Mn鉱石還元効率向上が必要である。この点、前記バーナー機能付きランス2を表3に示す条件で使用すると、図6に示すとおり有効である。即ち、図6に示すように、脱炭精錬用転炉において、Mn鉱石還元を行なう場合、主にMn鉱石該バーナー機能付きランス2もしくはシュートを使って、バーナーからの熱供給量10MJ/t以上になるように吹き付けもしくは投入することにより、Mn鉱石還元時の熱補償が可能となると同時に、還元効率も向上し、Mn歩留まりの向上に寄与する。
2 バーナー機能付き上吹きランス
3 底吹き羽口
4 出湯口
5 精錬用酸素ガス
6 支燃性ガス
7 燃料ガス
8 ホッパー
9 溶銑
10 脱珪スラグ
11 冷鉄源
14 装入鍋
17 脱燐スラグ
18 粉体吹き込み通路
19 燃料ガス通路
20 支燃性ガス通路
21 精錬用酸素ガス通路
22a 冷却水通路
22b 冷却水通路
Claims (6)
- 第1の転炉にて溶銑の脱炭精錬に併せて脱珪処理および脱燐処理を行ない、次に、第2の転炉にて脱炭精錬を行なって溶鋼とする転炉製鋼法において、
まず、前記第1の転炉内に溶銑を装入したのち、ランスから精錬用酸素および石灰系媒溶材を含む粉体を吹き付けることによって、溶銑の脱珪処理を行ない、
次に、その脱珪処理後スラグの一部を排滓して、その残りは溶銑と共に該容器内に残留させる中間排滓の処理を行ない、
次に、該転炉内に残した脱珪後の溶銑の浴面に対し、ランスから精錬用酸素および石灰系媒溶材を含む粉体を吹き付けることによって溶銑の脱燐処理を行ない、
次に、脱燐後の溶銑を出湯すると共に、脱燐処理後スラグの少なくとも一部を転炉内に残留させ、
その後、出湯した脱燐処理後の溶銑を上記第2の転炉に移して脱炭精錬を行なって溶鋼を得る際に、
上記脱珪処理および上記脱燐処理のいずれか一方もしくは両方の処理を、精錬用酸素、石灰系媒溶材を含む粉体、燃料ガスおよび支燃性ガスを吹き付けることのできるバーナー機能付きランスを用いて行なうと共に、該脱珪処理時および該脱燐処理時における該バーナー機能付きランスからの熱供給量を10MJ/t以上とすることにより、前記脱珪処理終了時の溶銑温度を1260℃以上1350℃以下にすると共に、脱燐処理終了時の溶銑温度を1280℃以上1360℃以下にすることを特徴とする転炉製鋼法。 - 前記第1の転炉内に、前回脱燐処理時に生成した量の30mass%以上の脱燐処理後スラグを残留させ、さらにその第1の転炉内には、少なくとも未処理の溶銑を装入すると共に、上吹きランスもしくはバーナー機能付きランスから精錬用酸素および石灰系媒溶材を含む粉体、もしくはさらに燃料ガスおよび支燃性ガスを吹き付けることによって溶銑の脱珪処理を行ない、
次に、脱珪処理後のスラグの40mass%以上を炉外に排出する中間排滓を行ない、
その後、上記第1の転炉にて上吹きランスもしくはバーナー機能付きランスを用いて精錬用酸素および石灰系媒溶材を含む粉体、もしくはさらに燃料ガスおよび支燃性ガスを吹き付けることによって溶銑の脱燐処理を行なうこと、を特徴とする請求項1に記載の転炉製鋼法。 - 脱炭精錬時に前記バーナー機能付きランスを用いることを特徴とする請求項1または2に記載の転炉製鋼法。
- 脱珪処理、脱燐処理、脱炭精錬のいずれか1または2以上の処理に用いる前記バーナー機能付きランスは、精錬用酸素通路および粉体供給通路、燃料ガス通路、支燃性ガス通路を有する多重管ランスであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1に記載の転炉製鋼法。
- 前記粉体は、媒溶材や副原料の他、酸化鉄材料やマンガン酸化物のいずれか1以上を、アルゴンや窒素の如き不活性ガスからなる搬送ガスと共に吹き込むことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1に記載の転炉製鋼法。
- 脱燐処理後スラグは、脱燐処理時に生成した量の60mass%以上を転炉内に残留させることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1に記載の転炉製鋼法。
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